Марк Андерссен , разработчик первого графического интернет- браузера NCAA Mosaic считает, что на фундаментальном уровне система «Биткойн» является прорывом в области компьютерных наук, который опирается на 20 лет исследований криптографических валют и 40 лет работы в области криптографии тысяч исследователей по всему миру.
В 1983 году Дэвид Чаум и Стефан Брендс предложили первые протоколы «электронной наличности».
В мае 1997 года Адам Бэк для противодействия отправке спама и Dos-атакам предложил Hashcash основанную на системе доказательства выполнения работы. Впоследствии подобная система в другой реализации стала частью процедуры создания новых блоков в биткойн-базе.
Идеи криптовалюты «b-money» описал в 1998 году Вэй Дай в рассылке шифропанков. Независимо от него примерно в то же время аналогичные идеи предложил Ник Сабо для «bit-gold». Ник Сабо также предложил модель рыночного механизма, основанного на управлении инфляцией, и исследовал некоторые аспекты выявления надёжной информации в ненадёжной децентрализованной системе (задача Византийских генералов).
Позднее Хэл Финни реализовал связку цепочек хеш-блоков для системы Hashcash на базе чипа для шифрования IBM в рамках спецификации ТРМ. Хэл Финни стал вторым участником сети Биткойн.
В 2008 году человеком или группой людей под псевдонимом Сатоси Накамото был опубликован файл с описанием протокола и принципа работы платёжной системы в виде одноранговой сети. По словам Сатоси, разработка началась в 2007 году. В 2009 году он закончил разработку протокола и опубликовал код программы-клиента.
3 января 2009 года был сгенерирован первый блок и первые 50 биткойнов. Первая транзакция по переводу биткойнов произошла 12 января 2009 года — Сатоси Накамото отправил Хэлу Финни 10 биткоинов. Первый обмен биткойнов на национальные деньги произошёл в сентябре 2009 года — Марти Малми (Martti Malmi) отправил пользователю с псевдонимом NewLibertyStandard 5050 биткойнов, за которые получил на свой счёт в PayPal 5,02 доллара. NewLibertyStandart предложил использовать для оценки биткойнов стоимость электроэнергии, затрачиваемой на генерацию.
Первый обмен биткойнов на реальный товар произошёл в мае 2010 года — американец Ласло Ханеч за 10 000 биткойнов получил две пиццы с доставкой.
Дальнейшую разработку организует и координирует сообщество разработчиков, при этом любые значительные изменения в протоколе должны быть приняты большинством владельцев майнинговых пулов.
1 августа 2017 года группа разработчиков и майнеров запустила форк «Биткойна» под названием «Bitcoin cash». Новая криптовалюта имеет общую историю с «Биткойном»: обратную совместимость по структуре блока до 1 августа, но имеет несовместимую структуру после 1 августа.